CN204739190U - 高负载谐波减速机 - Google Patents

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顾京君
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Abstract

本实用新型公开了一种高负载谐波减速机,包括刚轮、柔轮、波发生器,柔轮外齿的薄壁厚度d为:当减速比R<80时:(0.5237×ln(R)-1.3226)×m≤d≤(0.8728×ln(R)-2.2014)×m;当减速比R≥80时:(1.5499×ln(R)-5.8099)×m≤d≤(2.5832×ln(R)-9.6832)×m;柔轮外齿的有效齿宽n为:21.5%D≤n≤29.6%D。本实用新型结构合理,具有高负载能力。

Description

高负载谐波减速机
技术领域
本实用新型涉及一种谐波减速机。
背景技术
谐波减速机具有精度高,体积小,承载扭矩高的特点,广泛用于工业机器人领域。图1具有杯型柔轮的谐波减速机结构简图。该谐波减速机具有三个基本部件,即刚轮A、柔轮B和波发生器C。柔轮B被波发生器C弯曲成椭圆形,柔轮B的外齿在椭圆形长轴方向的两端部位与刚轮A的内齿进行啮合。图2是谐波减速机齿轮啮合状态示意图。图3是具有礼帽型柔轮的谐波减速机结构简图。
图4‐图6是杯型柔轮外齿的开口部被波发生器弯曲成椭圆形的截面示意图。其中图4是柔轮外齿开口部变形前的形状;图5是柔轮外齿开口部包含椭圆长轴的形状;图6是柔轮外齿开口部包含椭圆短轴的形状。当柔轮外齿的开口部被波发生器弯曲成椭圆形时,在椭圆形长轴位置上的柔轮外齿和刚轮的内齿对应部分啮合。杯型或礼帽型的柔轮外齿被反复弯曲,其弯曲量从柔轮底部到开口部随着离开底部的距离成比例增加,柔轮外齿承受的弯曲形变称为“锥形效应”。
椭圆形的波发生器引起柔轮外齿反复弯曲,并与刚轮内齿啮合过程中传递负载。为了提高负载能力,就必须提高柔轮外齿齿底的抗疲劳强度,柔轮外齿薄壁厚度与其齿底的抗疲劳强度有着重要关系。为了提高柔轮外齿齿底的抗疲劳强度,应选择最佳的柔轮外齿薄壁厚 度。
另一方面,在杯型或礼帽型柔轮谐波减速机中,柔轮外齿和刚轮内齿在啮合时产生的弯曲量,在齿线方向上,是随着离开柔轮底部的距离成比例变化。所以,要提高谐波减速机的负载能力,应选择与刚轮内齿啮合的柔轮外齿的最佳有效齿宽。柔轮外齿的齿宽越大,齿轮的抗疲劳强度越高。但是,由于“锥形效应”,如果无限增加柔轮外齿的齿宽,不仅在整个柔轮外齿的齿宽上得不到良好的负载分布,而且增加了柔轮外齿变形成椭圆的难度,从而降低了柔性外齿齿底的抗疲劳强度。
鉴于以上情况,本实用新型通过选择最佳的柔轮外齿薄壁厚度和有效齿宽,实现原来得不到的高强度性能的杯型或礼帽型柔轮谐波减速机。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构合理,具有高负载能力的高负载谐波减速机。
本实用新型的技术解决方案是:
一种高负载谐波减速机,包括刚轮、柔轮、波发生器,其特征是:柔轮外齿的薄壁厚度d为:
当减速比R<80时:
(0.5237×ln(R)-1.3226)×m≤d≤(0.8728×ln(R)-2.2014)×m;
当减速比R≥80时:
(1.5499×ln(R)-5.8099)×m≤d≤(2.5832×ln(R)-9.6832)×m;
柔轮外齿的有效齿宽n为:
21.5%D≤n≤29.6%D
R为谐波减速机的减速比,m为柔轮外齿的模数,D为柔轮外齿节圆直径。
柔轮外齿的材料硬度在HRC36~HRC42之间。
本实用新型结构合理,能提高柔轮外齿在承受椭圆形弯曲变形和“锥形效应”的柔轮齿底部位抗疲劳强度。同时,通过对柔轮外齿有效齿宽的最佳选择和材料硬度选择,能够实现大幅提高谐波减速机负载能力和使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1具有杯型柔轮的谐波减速机结构简图。
图2是谐波减速机齿轮啮合状态示意图。
图3是具有礼帽型柔轮的谐波减速机结构简图。
图4‐图6是杯型柔轮外齿的开口部被波发生器弯曲成椭圆形的截面示意图。其中图4是柔轮外齿开口部变形前的形状;图5是柔轮外齿开口部包含椭圆长轴的形状;图6是柔轮外齿开口部包含椭圆短轴的形状。
图7是本实用新型柔轮齿形示意图。
图8是本实用新型柔轮截面示意图。
具体实施方式
一种高负载谐波减速机,包括刚轮、柔轮、波发生器,柔轮外齿的薄壁厚度d为:
当减速比R<80时:
(0.5237×ln(R)-1.3226)×m≤d≤(0.8728×ln(R)-2.2014)×m;
当减速比R≥80时:
(1.5499×ln(R)-5.8099)×m≤d≤(2.5832×ln(R)-9.6832)×m;
柔轮外齿的有效齿宽n为:
21.5%D≤n≤29.6%D
R为谐波减速机的减速比,m为柔轮外齿的模数,D为柔轮外齿节圆直径。
柔轮外齿的材料硬度在HRC36~HRC42之间。

Claims (1)

1.一种高负载谐波减速机,包括刚轮、柔轮、波发生器,其特征是:柔轮外齿的薄壁厚度d为:
当减速比R<80时:
(0.5237×ln(R)-1.3226)×m≤d≤(0.8728×ln(R)-2.2014)×m;
当减速比R≥80时:
(1.5499×ln(R)-5.8099)×m≤d≤(2.5832×ln(R)-9.6832)×m;
柔轮外齿的有效齿宽n为:
21.5%D≤n≤29.6%D
R为谐波减速机的减速比,m为柔轮外齿的模数,D为柔轮外齿节圆直径。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105003625A (zh) * 2015-05-11 2015-10-28 上海鑫君传动科技有限公司 高负载谐波减速机

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